第1章 计算机网络概述
1．1 计算机网络的定义与发展
一、计算机网络的定义
1970年，在美国信息处理协会召开的春季计算机联合会议上，计算机网络被定义为“以能够共享资源（硬件、软件和数据等）的方式连接起来，并且各自具备独立功能的计算机系统之集合”；现在，对计算机网络比较通用的定义是：
1．计算机网络的定义：计算机网络是利用通信设备和通信线路，将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统互连起来，通过网络软件实现网络中资源共享和数据通信的系统。
图1-1-1 计算机网络示意图
2．计算机网络的定义涉及到以下四个要点：
(1) 计算机网络中包含两台以上的地理位置不同具有“自主”功能的计算机。所谓“自主”的含义，是指这些计算机不依赖于网络也能独立工作。通常，将具有“自主”功能的计算机称为主机(Host)，在网络中也称为结点(Node)。网络中的结点不仅仅是计算机，还可以是其他通信设备，如，HUB、路由器等。
(2) 网络中各结点之间的连接需要有一条通道，即，由传输介质实现物理互联。这条物理通道可以是双绞线、同轴电缆或光纤等“有线”传输介质；也可以是激光、微波或卫星等“无线”传输介质。
(3) 网络中各结点之间互相通信或交换信息，需要有某些约定和规则，这些约定和规则的集合就是协议，其功能是实现各结点的逻辑互联。例如，Internet上使用的通信协议是TCP/IP协议簇。
(4) 计算机网络是以实现数据通信和网络资源（包括硬件资源和软件资源）共享为目的。要实现这一目的，网络中需配备功能完善的网络软件，包括网络通信协议（如，TCP/IP、IPX/SPX）和网络操作系统（如，Netware、Windows 2000 Server、Linux）。
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，这主要体现在两个方面：一方面，通信技术为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段；另一方面，计算机技术的发展渗透到通信技术中，又提高了通信网络的各种性能。
二、计算机网络的发展
计算机网络的发展过程大致可分为以下四个阶段：
第一阶段：以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机通信网（20世纪50年代）
第二阶段：多个自主功能的主机通过通信线路互联，形成资源共享的计算机网络（20世纪60年代末）
第三阶段：形成具有统一的网络体系结构、遵循国际标准化协议的计算机网络（20世纪70年代末）
第四阶段：向互连、高速、智能化方向发展的计算机网络（始于20世纪80年代末）
1. 面向终端的计算机通信网
以单个计算机为中心的联机系统称做面向终端的远程联机系统。该系统是计算机技术与通信技术相结合而形成的计算机网络的雏形，因此也称为面向终端的计算机通信网。
上述单机系统有以下两个主要缺点：
(1) 主机既要负责数据处理，又要管理与终端的通信，因此主机的负担很重。 (2) 由于一个终端单独使用一根通信线路，造成通信线路利用率低。此外，每增加一个终端，线路控制器的软硬件都需要做出很大的改动。
为减轻主机的负担，可在通信线路和计算机之间设置了一个前端处理设置一个前端处理机（FEP），FEP专门负责与终端之间的通信控制，而让主机进行数据处理；为提高通信效率，减少通信费用，在远程终端比较密集的地方增加一个集中器，集中器的作用是把若干个终端经低速通信线路集中起来，连接到高速线路上。然后，经高速线路与前端处理机连接。前端处理机和集中器当时一般由小型计算机担当，因此，这种结构也称为具有通信功能的多机系统。
2. 多个自主功能的主机通过通信线路互联的计算机网络
资源子网由网络中的所有主机、终端、终端控制器、外设（如网络打印机、磁盘阵列等）和各种软件资源组成，负责全网的数据处理和向网络用户（工作站或终端）提供网络资源和服务。
通信子网由各种通信设备和线路组成，承担资源子网的数据传输、转接和变换等通信处理工作。
网络用户对网络的访问可分为两类：
☆本地访问：对本地主机访问，不经过通信子网，只在资源子网内部进行。
☆网络访问：通过通信子网访问远地主机上的资源。
3. 遵循国际标准化协议的计算机网络
计算机网络发展的第三阶段是加速体系结构与协议国际标准化的研究与应用。20世纪70年代末，国际标准化组织ISO(International Organization for Standardization)的计算机与信息处理标准化技术委员会成立了一个专门机构，研究和制定网络通信标准，以实现网络体系结构的国际标准化。1984年ISO正式颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”的国际标准ISO 7498，简称OSI RM（Open System Interconnection Basic Reference Model），即著名的OSI七层模型。OSI RM及标准协议的制定和完善大大加速了计算机网络的发展。很多大的计算机厂商相继宣布支持
OSI标准，并积极研究和开发符合OSI标准的产品。
4. 互联网络与高速网络
从20世纪80年代末开始，计算机网络技术进入新的发展阶段，其特点是：互联、高速和智能化。表现在：
(1) 发展了以Internet为代表的互联网 (2) 发展高速网络 (3) 研究智能网络
三、计算机网络在中国的发展
1. 建立公用分组交换网CHINAPAC 2. “三金”工程
3. 基于Internet技术的公用计算机网络
1．2 计算机网络的组成
一、网络硬件
1. 主机(Host)
传统定义中的主机是指网络系统的中心计算机（主计算机），可以是大型机、中型机、小型机、工作站或者微型机。这里所说的工作站(Workstation)是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能。
2. 终端(Terminal)
终端是用户访问网络的接口，包括显示器和键盘，其主要作用实现信息的输入输出。
3. 传输介质
传输介质是网络中信息传输的物理通道。现在常用的网络传输介质可分为两类：一类是有线的，一类是无线的。有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤等；无线传输介质主要有红外线、微波、无线电、激光和卫星信道等。详见第2章相关内容。
4. 常见连网设备
(1) 网卡（NIC-Network Interface Card）
网卡又称为网络适配器或网络接口卡，是一种插入主机扩展槽的扩充卡。网卡是主机和网络的接口，用于协调主机与网络间数据、指令或信息的发送与接收：在发送方，把主机产生的串行数字信号转换成能通过传输媒介传输的bit流；在接收方，把通过传输媒介接收的bit流重组成本地设备可以处理的数据。
每块网卡都有一个唯一的12位的十六进制网络结点地址，它是网卡厂家在生产时写入ROM中的。该地址用于控制主机在网络上的数据通信，被称为MAC（介质访问控制）地址。
PCMCIA是笔记本电脑所使用的网卡；USB接口网卡是外置式的，具有不占用计算机扩展槽的优点，因而安装更为方便。
(2) 调制解调器（Modem）
Modem是一种信号转换装置。其作用是：发送信息时，将计算机的数字信号转